光伏组件积尘量的影响因素及预测模型研究

在实际运行过程中,光伏组件表面会有大量的积尘,造成组件透光率下降,光电转换效率降低。光伏组件中的电池单元表面出现积尘时,该电池单元会由发电转为负载,导致其温度升高形成热斑。因此,积尘厚度预测对光伏组件输出功率的评估及光伏电站的运维具有重要意义。分析了积尘来源,并在以倾角、时间为参数的光伏组件积尘量实验基础上建立了光伏组件积尘量支持向量回归(SVR)预测模型,该模型与实际积尘数据具有较好的一致性。     

荒漠地区光伏组件表面积尘及清洁技术研究

以格尔木的荒漠地区为例,对其不同时期安装的光伏组件表面积尘进行取样,分析其成分及粒径分布等物理特性,并结合当地气象数据判明光伏组件表面积尘的主要来源。通过积尘颗粒的化学特性及清洁用水水质分析结果,发现传统清洁方式可能加速组件表面污染及损伤;进而提出采用自清洁防尘技术,以提高电站光伏组件的清洁效率,降低清洁成本,提升发电量,并通过电站运行监测数据验证了该技术的有效性与可行性。     

污水处理自动加药分离器入口管道优化

对活性炭加药分离器分离器入口管道进行优化,设置水平弯管和分流板,采用欧拉两相流,湍流模型选用K-ε标准型,对不同速度下的管道内颗粒分布进行研究。通过分析颗粒的流动以及出口颗粒分布得出结论:水平入口弯管和分流板能够将颗粒集中在部分区域,并在出口汇聚,形成不同颗粒浓度的气流,便于分别处理,能够有效提高分离效率和降低能耗。同时在该结构下,入口速度为12 m/s时,粗分离效果最佳。     

积尘对光伏电站发电量的影响及清洁方式分析

光伏发电已成为全球重要的可再生能源利用形式,然而光伏组件表面的积尘严重影响了其输出功率及使用寿命.通过分析光伏组件表面的积尘量对光伏组件输出功率的影响,计算了定期清洁积尘可增加的光伏电站年发电量及收益,并指出了自动行走类清洁机器人是大型地面光伏电站清洁设备的发展方向.     

基于湍流分布特征系数的消声器压力损失模型

进行了消声单元压力损失流场数值计算,通过试验验证了计算方法的准确性.对比了不同边界条件下的湍动能分布特征,提出了湍流分布特征系数,建立了关于湍动能、密度和湍流分布特征系数的消声器压力损失模型,通过不同类型消声单元和不同气流进口速度验证了模型,以穿孔管消声单元为例建立了压力损失模型,并讨论了主要结构参数对压力损失的影响.结果表明:对不同结构参数消声单元压力损失模型计算的相对误差不超过8%,,不同气流速度下模型计算相对误差不超过7%,;穿孔管消声单元压力损失随穿孔率、穿孔部分长度的增大而减低,随腔体直径的增大而增加,穿孔直径则对压力损失几乎没影响.     

锅炉烟道飞灰颗粒电除尘捕获特性研究

采用标准k-ε双方程湍流模型对1台连接于锅炉烟道的线板式静电除尘器(ESP)进行三维数值模拟,研究了ESP内烟气流场分布、电晕电场以及飞灰颗粒的荷电特性和运动轨迹,并分析了电场力与湍流作用对烟气流动和飞灰颗粒捕获的影响.结果表明:气流分布板能均化烟气流场,降低电场区入口烟气流速;电场区飞灰颗粒质量浓度沿深度方向逐渐降低,放电极电压的增加使得飞灰颗粒荷电量增加,较强的电场力增强了收尘极板对飞灰颗粒的捕获,提高了收尘效率;在较高的烟气流速下飞灰颗粒所受惯性力增大,克服电场力逃脱收尘极板捕获的能力增强,使得ESP收尘效率降低.     

电除尘器进口封头内设置凝聚器对流场的影响

电凝聚技术是目前燃煤电厂PM2.5捕集增效的控制技术之一。将凝聚器设在电除尘器进口封头内,可扩大使用范围。参照某135MW机组布置方式,利用流体动力学软件,构建几何模型并进行网格划分,分析凝聚器在第一层、第二层分布板间对气流的影响,计算进口封头内颗粒运动轨迹及湍流大小。结果表明:在电除尘器进口封头第一层、第二层分布板间设置凝聚器,能满足第一电场入口速度均匀性的要求;在第二层、第三层分布板下端,割掉0.5m导流板,有利卸灰,但对气流均匀性影响较大;由湍流强度可知,将凝聚器设在第一层分布板前,可使荷电颗粒有更多碰撞、凝聚的概率,从而提高捕集PM2.5能力。     

表面水膜冷却式光伏板的性能研究

针对光伏电池的电效率受其运行温度的制约,文章采用数值模拟方法,利用已有公开数据对所建光伏板的三维稳态传热模型进行了验证。借助已验证的模型研究了表面水膜冷却方式下,太阳辐照度、环境温度、水流量等因素对光伏板各项性能的影响。结果表明:光伏板平均温度和电效率与太阳辐照度及环境温度成线性分布,其中环境温度居主导地位;光伏板表面增加水膜后,其输出功率可提升9.6%～12.9%;水膜入口处Re为168时,光伏水冷系统整体效益较优。     

太阳能电池板表面积灰模型仿真研究

摘要： 太阳能电池板表面灰尘颗粒的沉积严重制约着光伏发电效率,降低了电池板的使用寿命。提出建立灰尘与电池板间耦合关系以及计算清除灰尘作用力的方法;提出3条接触模型等价性假设,并基于离散元与弹塑性理论建立灰尘颗粒与电池板及灰尘颗粒间的力学模型;利用EDEM软件的Hertz-Mindlin with JKR Cohesion模型,仿真模拟电池板表面灰尘分布情况,预测清洗电池板的清洗力大小及清洗区域;分析电池板倾角、风向与电池板和颗粒间作用合力即清洗力的对应关系;为所研制电池板表面积灰清除机器人的清洗力和清洗周期确定提供理论依据。     

湿式烟气脱硫塔中折线型挡板除雾器分离效率的数值模拟

根据N S方程组对湿式烟气脱硫塔中折线型挡板除雾器内气液两相流动进行了描述,采用k ε模型及颗粒轨道模型对方程组进行封闭,建立了该类除雾器分离效率的数学模型。模型的数值求解采用流体力学计算软件Fluent6.1。通过调节参数,计算了多种除雾器结构参数(除雾器高度、除雾器板间距、除雾器转折角)和工况参数(气体流速、液滴直径)下的除雾器的分离效率,分析了各参数对除雾器分离效率的影响,得出了一般情况下的除雾器分离性能的规律性结论,可直接应用于湿式烟气脱硫系统除雾器的设计。图7表1参9     

雪花型层板结构冷却特性的数值模拟研究

设计了两种孔间距比的雪花型层板冷却结构，采用有限体积法求解三维可压缩的N—S方程对其内部流动和换热进行了数值模拟。网格划分采用非结构化网格，湍流模型为Realizableκ-ε双方程模型，近壁处湍流采用壁面函数法处理，采用SIMPLE算法求解速度与压力的耦合。计算获得了这两种冷却结构内部各气流参数的三维分布及流动阻力特性和换热特性。结果表明，层板内部的流场结构十分复杂，射流冲击后在扰流柱前反卷形成驻涡，呈雪花形分布的扰流柱阵列的存在对气流起到了较好的分流和引导作用，使气流在冷却通道内分布更为均匀，改善了层板换热的均匀性。数值计算对于改进层板内部结构优化设计有着重要的实际应用价值。     

煤粉复合旋流火焰燃烧特性研究（2）：数值模拟

本文数值模拟了煤粉旋流火焰燃烧过程，燃烧数值计算包括理论物理模型建立，数值方法两个大部分，计算模型处理了气相湍流与燃烧、气固两相流动、煤颗粒燃烧过程和辐射传热等物理化学过程，以ｋ－ε模型模拟湍流流动；ＰＤＦ法模拟气相扩散火焰燃烧；颗粒运动计算颗粒运动少颗粒湍流浓度方程模拟颗粒湍流扩散；通量法计算火焰辐射传热，煤粉颗粒复杂燃烧模型计算了颗粒尺寸、形状变化和颗粒孔隙内部燃烧、表面平度对整个颗粒的燃烧过程影响。计算获得了气相速度分布场、气相ｋ和ε分布场、气相温度场、气相组份场和颗粒浓度场及运动过程，揭示了煤粉复合旋流燃烧特性。     

MICRO-SITING TECHNIQUE FOR WIND TURBINES UNDER COMPLEX TERRAIN

结合某油田井组周围实际复杂地形状况,在充分考虑周围地形的影响后建立简化三维分析模型.采用基于计算流体力学(CFD)的数值模拟方法,实现过山气流在低空复杂地形中的三维湍流模拟.在分别研究所建模型在不同来流风向时的风场分布及山丘表面的风速分布图后,最终确定了该井组内安装风力机的最佳位置及风力机塔架的高度.     

转捩对压气机叶片气动阻尼的影响研究

为探究转捩对压气机叶片气动阻尼的影响规律,以某压气机平面叶栅R13为研究对象,通过7通道影响系数法,分别采用转捩模型和全湍流模型,计算了进口马赫数0.6工况下不同攻角和不同叶间相位角的气动阻尼。结果表明：转捩计算得到的攻角范围比全湍流结果窄,同时转捩计算得到气动阻尼随着攻角的增大而逐渐高于全湍流结果,攻角为负值时两者相差较小;转捩和全湍流计算得到的气动阻尼在叶间相位角接近0°时差别较小,但在远离0°时差别较大;转捩影响通过叶片表面压力幅值和相位角改变叶片表面的气动功密度分布,并且主要通过影响压力相位角影响整体气动阻尼;在不同攻角和叶间相位角下,转捩和全湍流计算得到的压力相位角差别较大,导致整体气动阻尼不同;当压气机叶片表面中部存在明显的转捩现象并且攻角较大时,气动阻尼的计算需要考虑采用转捩模型。     

邯郸地区温度和灰尘对独立太阳能光伏发电系统的影响

通过具体的实验,研究邯郸市温度和灰尘对太阳能光伏发电系统的影响。利用红外测温仪测量太阳能光伏板温度,记录温度变化对输出电流、电压、功率的影响;对比光伏板在干净及积尘下系统输出电流、电压、功率的变化。结果表明:温度及灰尘对系统的影响较小。     

遮挡状态下光伏组件多峰输出特性的参数计算与分析

基于太阳电池正反向输出特性,建立光伏组件输出特性模型,针对遮挡状态下的多峰输出特性,提出一种模型参数计算方法,研究不同遮挡状态对I-V特性曲线和模型参数的影响作用。通过仿真和实验,分析组件中各单元所受遮挡光强和电池片遮挡数量的变化对模型参数的影响规律。研究结果表明：模型参数计算结果和基于模型参数获得的I-V特性曲线,有较高精度;所建立的组件输出特性模型和参数计算方法,对于实现光伏组件和组串的故障诊断,具有良好的工程应用前景。     

柴油机金属丝纤维过滤器的模型改进和试验验证

本文建立了改进的柴油机颗粒过滤器的计算模型，计算模型结合流场计算结果和对初始条件的假设，考虑了纤维过滤体下游流动的涡流对颗粒的卷吸作用，并探讨了大尺寸颗粒在纤维表面的吸附效应对过滤效率的影响。计算结果表明，涡流和颗粒在纤维表面的吸附效应，使得纤维过滤效率高于不考虑这些效应时的计算结果，改进模型能够更好地符合试验结果。     

具有低湍流度的VAWT系列翼型正向设计方法

文章选取了NACA0012,NACA2412及NACA23012等传统航空通用翼型,分析比较了在不同叶尖速比下各翼型的湍动能、湍流耗散速率、湍流粘度等湍流特性指标。当翼型弦线与流线重合时,沿流线的弦线能有效地抑制湍流的形成,使翼型对周围气流的扰动最小。并以此为思路,通过正向设计的方法,结合儒可夫斯基转换和特雷夫茨图解法正向设计了一种适用于VAWT的低湍流度系列新翼型。在数值仿真方面,选用k-ω标准湍流模型,采用稳态分析和面积分计算的方法,计算了各翼型在弧形计算域内的湍流特性,发现新翼型在湍流特性方面具有明显的优势,同时也验证了设计原理及方法的合理性。     

光伏板传热-应力模型多场耦合特性研究

针对光伏板的设计和拆解问题,采用多组温度传感器和热红外成像仪测量光伏板表面温度分布,并以光伏板表面温度分布实测数据为参考,使用热-流-力耦合模型进行了多场耦合模拟。结果表明,光照量较小时测点之间温差较小,光伏板表面测点温度、测点之间温差随着光照增加逐渐增加,测点温度、测点之间温差在13:00左右时达到最大值,其后逐渐减小;光伏板表面局部受遮挡导致光照量较小、温度较低,致使光伏板表面存在较大的温度差,温差最大值接近30℃;环境温度是影响光伏板使用的重要因素,外界环境温度与光伏板表面温度呈正相关,并且盖板与背板的温差会随着外界温度的增加而逐渐加大,此时光伏板形变量也变大;涡旋改变了通道内流体的运动方向,造成流体换热不均匀,温度波动引起了应力波动,使光伏板周围形成受力不均现象。     

透平弯扭导叶在部分负荷下气动性能的研究

应用数值计算的方法，研究透平导叶弯扭联合方案在部分负荷下，叶栅内的流动性能。计算方法基于时均N—S方程，湍流模型为Baldwin—Lomax模型。结果包括总压损失系数、出口气流角等参数在流场中的分布。结果表明，弯扭导叶在部分负荷工况下运行时，流动性能稳定，同样能改善整个流场结构。